基于500kV交直流混合电网运行的稳定性研究

徐娇 银涛

摘 要：随着时代的进步和社会经济的发展，我国建成了第一个500kV超高压远距离交直流混合电网，有效推动了西电东送工程的发展。但在实际运行过程中，因为负荷较重，且远距离送电，稳定性受到各种因素的影响，无法保证电网的安全稳定运行。针对这种情况，需采取针对性的处理措施，保证500kV交直流混合电网稳定运行。本文简要分析了500kV交直流混合电网运行的稳定性，希望可以提供一些有价值的参考意见。

关键词：500kV；交直流混合电网；稳定性

中图分类号：TM712 文献标识码：A

在500kV交直流混合电网运行中，受到诸多因素的影响，由于跨度较长、输送功率较重，气象条件复杂，电网安全受到雷害、污闪、覆冰等因素的影响，需要采取有效的应对措施，使500kV交直流混合电网运行的稳定性得到保障。

1 500kV交直流混联电网运行中存在的问题

（1）负荷峰谷差增大，电网调控难度较大：随着时代的发展，近年来大力调整负荷结构，对各个省、区电网的负荷特性进行了改变，电网的峰谷差增大。去年，某网的全网峰谷差达到峰值，即21GW，相较于往年，有较大的提升幅度；西电东送潮流的峰谷差也同时增加，易出现稳定问题。首先是增加了电压调控的难度。因为较大的送电潮流存在于高峰段，要提升系统稳定性，需要对中枢点电压进行严格控制：在低谷段，送电潮流较小、电压较高时，需要采取措施降低减压，促使其满足相应的运行规定。因此，在设置变压器分接头时，需要将高峰段及低谷段的不同调压要求充分纳入考虑范围。但研究发现，如今无法在站点装设无载调压变压器，调压手段亦不够丰富，电压控制存在较大难度。其次，潮流调整难度较大。在电网运行中，结合相应的送电曲线，每天需对西电东送功率进行多次调整，同时严格控制调整幅度。调度人员在安排运行方式时，调整潮流的难度和工作量都会增大。

（2）需进一步深入研究交直流混联电网中存在的弱阻尼现象：通过研究发现，目前交直流混联电网的主要特点是强受端、长距离和大负荷，并且系统的弱阻尼特性也逐渐凸显出来。近年来，已监测到多次交直流混联电网低频振荡现象。在未来一段时期内，电网的送电距离和送电负荷将会进一步增加；同时，更多机组和快速励磁装置将不断投入到电网运行中，将会进一步加剧系统的弱阻尼特性，影响到交直流混合电网运行的安全性和稳定性。

2 调度运行中采取的相关措施

（1）增加调频调压手段，使电网运行的安全性得到保证：我国已经逐步深入电力体制改革，留在本电网中管理的电源会逐渐减少，系统装机容量进一步缩小；西电东送中，还有部分的电源参与进来，以此平衡电力。如果结合合同约定对发电进行安排，调度调整空间会被进一步压缩，只有较小的调峰和调频电源容量可利用；事故跳闸仍大量存在于电网运行中，电网调峰调频的难度会增加。针对该问题，建议增加部分直管直调的可用调频容量，使电网安全运行调控的需求得到满足。另外，相关部门还需充分考虑无功电压调节的问题，适当增加有载调压变压器，合理选择变压器抽头，各级调度部门需继续研究发电机进相运行调压问题，生产单位则需进一步改善无功电压的监测手段及精度。

（2）要根本性的解决低频振荡问题，需不断提升对大机组PSS管理和发电机励磁参数实测工作的重视：提高PSS的应用，可有效解决负阻尼低频振荡问题。对电网进行稳定计算，对励磁系统的数学模型进行构建，前提是需要测试和确定相关参数。同时，通过仿真相关振荡现象，发现与电网实际值相比，电网仿真计算数据也存在一定的偏差。发电机组及其励磁系统模型和参数的准确性将会直接影响电力系统稳定计算及其准确性，因此需要对系统中的机组和励磁系统模型参数重新收集和整理，以便有效提升仿真计算的精确性。

（3）对中部电网动态电压支持能力进行研究，改善电网的稳定状况：通过对电网的稳定性进行分析我们可以得知，如果系统稳定极限比电网潮流水平小，就会改变系统稳定状况，表现为三条稳定曲线中母线最低电压曲线最先失稳，电压降低，并且呈发散状态；而在第一次摆动中，功角曲线已经有下落状况，但是因发散的是母线最低电压曲线，会导致相应的功角曲线发散。因此，在本电网中，需要对电压支撑能力引起足够的重视。如果在本电网系统中出现了严重的故障，要使系统的稳定水平得到提升，需要应用一系列更有针对性的措施，使电网母线电压的恢复能力得到提升。可考虑在500kV变电站中设置静止补偿器和同步调相机，这样最低母线电压处动态电压支撑能力可得到提升。

（4）引入先进的计算机分析软件，大力培训技术人员：当前采用的计算机分析软件，实践过程中逐渐暴露出一系列问题。需结合电网具体情况，引入更为先进的计算机分析软件进行实测计算，如TSAT等，以便提升计算分析效率，得到更加准确的计算结果。电网公司还应加大相关的技术队伍培训力度，成立相应的技术中心，除了更新专业技术人员的知识体系之外，还需要衔接不同学科知识，让技术人员掌握相关的技术原理和运行控制特性，熟悉并掌握交直流电网的运行规律。

结语

通过上文的分析得知，近年来交直流混联运行电网获得了巨大的发展。但在分析电网运行现状之后，发现还有诸多的问题需要重视，当前电网运行的稳定性和安全性存在一定隐患，需结合具体情况，应用一系列有针对性的措施，提升电网的运行质量和效率，促进我国社会经济更好更快的发展。

参考文献

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